產業鏈視角下中國新能源產業的全球競爭力分析

摘 要：本文從產業鏈視角評估中國新能源產業的全球競爭力，采用主成分分析、固定效應面板數據回歸及貿易競爭力指數等方法，基于2015—2024年數據，對10個經濟體展開分析。研究結果顯示，2024年中國新能源產業競爭力得分為2.20，位居首位，中游制造環節優勢突出，但上游原材料對外依存度高、技術創新能力不足仍是其突出短板。回歸分析表明，技術專利數量與政策支持力度對競爭力提升呈顯著正向影響，而進口集中度則呈現負向作用。基于此，本文提出通過增強上游供應鏈安全、推動中游技術升級與效率提升、擴大下游市場應用與需求、促進產業鏈協同與國際化發展等舉措，以鞏固全球競爭優勢，為“雙碳”目標的實現提供有力支撐。

關鍵詞：中國新能源產業；產業鏈；競爭力；技術創新；全球價值鏈

中圖分類號：F062.1；F124.3 文獻標識碼：A 文章編號：2096-0298（2025）08（a）--05

1 引言

在全球能源結構轉型及實現雙碳目標的大背景下，光伏產業、風電產業、鋰電池產業等新能源產業已成為各國經濟發展競爭的戰略要地。中國是當今世界上最大的新能源產品生產國、消費國，在光伏組件、動力電池等領域居于重要地位，但受制于原材料對外依賴、下游科技含量不足等影響，全球競爭力受到一定制約。國際可再生能源機構（IRENA）統計顯示，中國光伏裝機規模約占全球的47.6%，但中國鋰進口量和鈷進口量約占總消費量的70%～80%。如何從產業鏈的視角分析我國新能源產業的國際競爭力，研判其優勢與短板，是未來研究和決策面臨的重要學術與政策問題。

現有的研究文獻主要從光伏發電產業和電池產業等單個產業或整個國家的角度出發對產業鏈競爭力進行研究，缺乏對新能源產業鏈競爭力角度的分析。Porter鉆石模型強調了產業競爭力的多維驅動因素；而GVC理論則突出了產業鏈上、下游的協同競爭力。上述理論可以為本研究提供理論上的參考，但就目前文獻來看，仍缺乏從產業鏈角度論證中國新能源產業鏈競爭力方面的實證研究和對產業鏈競爭力多維驅動因素的定量分析。本文利用主成分分析法（PCA）和固定效應面板數據分析法，結合貿易競爭力指數（Trade Competence index，TC指數），從新能源產業鏈上游（資源端）、中游（制造端）、下游（應用端）三方面來定量分析中國新能源產業鏈全球競爭力及影響競爭力的因素。

本文創新之處主要有三點：第一，建立了從產業鏈視角考慮的競爭力評價體系，考慮的維度包括原材料的供給鏈、生產技術、市場應用等。第二，運用PCA、面板回歸、TC指數等方式量化了中國與其他主要國家競爭力之間的差距及驅動因素。第三，從“雙碳”背景出發，提出中國優化新能源產業鏈的政策建議，有利于豐富對新能源產業發展競爭力的研究，為中國開展綠色化發展提供實踐借鑒。

2 理論框架與指標體系

2.1 理論基礎

影響新能源產業國際競爭力的因素較多，應從產業鏈角度展開闡述，因此本文以全球價值鏈理論（GVC）和波特的鉆石模型為支撐，對國際競爭力形成機理進行分析。全球價值鏈理論認為，產業國際競爭力取決于上下游各環節的分工合作，而新能源產業主要包括上游（原料，包括鋰、鈷等）、中游（生產環節，如光伏組件、鋰電池等）、下游（使用，如新能源電站等）三大環節。三個環節的資源狀況、技術水平及市場需求共同決定了產業的國際競爭力。波特鉆石模型指出，生產要素條件、需求、相關產業和企業戰略等影響國際競爭力，國家、政府提升技術水平及加大政策力度能夠提高產業競爭力，同時波特鉆石模型強調技術創新在提高產業國際競爭力中的重要作用。所以，本文提出新能源產業國際競爭力的核心是從其產業鏈各個環節協同推進，同時新能源產業國際競爭力主要依靠技術條件、政策和市場三者驅動的觀點。

2.2 指標體系

本文從產業鏈視角出發，在綜合衡量中國新能源產業世界競爭地位時構建指標體系（表1）。指標選取原則：一是代表中國新能源產業發展的上、中、下游鏈條，保證全面性；二是指標選取必須是可獲取并具有國際可比性的數據；三是從產業發展的角度出發，注意選擇要具有技術創新度和產業市場度等特定行業特征的指標。指標共選取8個，數據主要來源于UN Comtrade、IRENA、USPTO、OECD等，數據年份為2015—2024年。

2.3 指標說明

（1）上游指標：進口依存度=（礦產進口量/總消費量） ×100%，進口集中度采用赫芬達爾指數（HHI），反映供應鏈風險。

（2）中游指標：出口額以美元計價，專利數量聚焦新能源相關技術（如光伏、電池等）。

（3）下游指標：裝機容量以兆瓦（MW）為單位，市場滲透率=（新能源發電量/總發電量）×100%。

（4）整體指標：市場份額=（國家出口額/全球出口總額）×100%，Ramp;D投入占比=（新能源研發支出/GDP）×100%。

3 實證分析

本文利用主成分分析（PCA）、固定效應面板數據回歸和貿易競爭力指數（TC指數）等方法，從產業鏈的角度出發，研究中國新能源產業全球競爭力及其影響因子，并選用2015—2024年中國、美國、歐盟（以下以德國、法國、意大利、西班牙、荷蘭來替代歐盟，下同）、日本、韓國、印度、澳大利亞等10個國家和地區的數據，來源于UN Comtrade、IRENA、USPTO、OECD等。

3.1 競爭力評價：主成分分析（PCA）

本文采用主成分分析法（PCA），對表1中的8個指標進行綜合分析，以反映新能源產業的世界競爭力綜合指數。其中，上游指標包括鋰、鈷進口依存度與原材料供應鏈穩定系數，中游指標包括光伏組件、動力電池貿易出口總額與專利數量；下游指標包括光伏、風電裝機容量與市場滲透率；整體指標包括世界市場占有率和研發投入占國內生產總值比例。本文選取2015—2024年在光伏、動力電池產業上具有代表性的10個經濟體數據，包括中國、美國、歐盟（德國、法國、意大利、西班牙、荷蘭為代表）、日本、韓國、印度、澳大利亞，數據主要來源于UN Comtrade貿易數據、IRENA裝機容量和發電比重數據、USPTO專利數據、OECD研發投入數據。本文利用Stata軟件進行主成分分析，標準化指標數據，以消除不同指標間的量綱差異，提取特征值gt;1的主成分，得到各經濟體的世界競爭力得分。

以2024年的數據為例，通過主成分分析計算方法進行演示，為便于闡述，本文選取4個國家（中國、美國、歐盟、日本）、4項指標（光伏發電裝機量、光伏組件出口額、鋰材料進口依存度、技術專利數量），全程演示基于8項指標和10個國家的計算過程。

為消除指標量綱差異，本文采用Z得分標準化，公式如下：

式中，Xij表示經濟體i在指標j的原始值；為指標j的均值；Sj為標準差。對原始數據矩陣X進行標準化得到矩陣Z。其中，原始數據矩陣X=[Xij]；標準化矩陣Z=[Zij]。相關系數矩陣R定義為R=[rij]，其中rij為指標j和指標j' 的相關系數，滿足0≤rij≤1。載荷矩陣定義為W=[Wij]，其中Wjk為指標j在第k個主成分上的載荷。綜合得分矩陣B=[Bik]，其中Bik為經濟體i在第k個主成分上的得分。

本文采用2024年的原始數據矩陣X，單位為裝機容量（GW）、出口額（占世界的百分比）、依存度（%）、專利數（項），如下所示：

矩陣行依次為中國、美國、歐盟、日本，列為光伏裝機容量、光伏組件出口額、鋰進口依存度、技術專利數量。

標準化矩陣Z定義如下，計算均值和標準差：

光伏裝機容量均值：

吉瓦

標準差：

光伏組件出口額均值為，

標準差S2=32.6。鋰進口依存度均值，標準差S3=21.6技術專利數量均值為項，標準差S4=3255.7。

相關系數矩陣R定義如下：

對相關系數矩陣R進行特征值分解，提取特征值大于1的主成分，得到前兩個主成分的特征值分別為2.80和0.92，累計方差貢獻率為92.5%，計算為0.925。載荷矩陣W定義如下：

計算綜合得分矩陣B，公式為B=Z×W。

Score中國=0.70×2.85+0.225×0.43=2.09

完整數據下（8指標、10經濟體），經計算后，中國2024年得分為2.20。

主成分分析結果顯示，2024年中國綜合得分為2.20，領先歐盟（以德國為代表）的1.82、美國的1.60和日本的1.18，位居全球第一（表2）。

中國競爭力主要體現在中游制造優勢。Ember2024年數據顯示，中國光伏組件出口額占全球的75%；World Economic Forum 2025年數據顯示，鋰電池出口額增速30%。上游指標相對弱勢。根據2025年IRENA數據，中國鋰和鈷礦進口依存度分別為70%和80%，表明供應鏈風險較大；中游技術創新和高端技術不足。根據Science Direct顯示，中國新能源專利占全球的40%，但專利技術高端占比不足；下游應用比重需要加強。歐盟新能源發電占比高達22%，美國和日本是技術專利前兩大專利國，其專利占比分別為30%和15%。2015—2024年，中國的得分增長得益于“雙碳”政策的引導，但供應鏈安全及技術創新還需進一步突破。

3.2 影響因素分析：固定效應面板數據回歸

固定效應面板數據回歸模型用于分析影響新能源產業全球競爭力的關鍵因素，模型如下：

Yit=β0+β1HHIit+β2Patentit+β3Grouthit+β4Policyit+μi+εit

其中，因變量Yit為經濟體i在年份t的競爭力得分；自變量從產業鏈視角選取，為原材料進口集中度（HHI指數）、技術專利數量、生產成本（單位產品能耗）、新能源裝機增長率、政策支持力度（補貼占GDP比重）；控制變量為GDP規模（對數形式）和貿易開放度（進出口總額占GDP比重）；μ為固定效應向量，ε為誤差向量。

數據年份為2015—2024年，包括中國、美國、歐盟（以德國、法國、意大利、西班牙、荷蘭為代表）、日本、韓國、印度、澳大利亞等10個國家和地區，共計90個觀察值，數據源自UN Comtrade、IRENA、USPTO和OECD。本文應用Stata軟件進行估計，Hausman檢驗plt;0.05，支持固定效應模型。

結果顯示，原材料進口集中度對競爭力產生顯著的負向影響，系數為-0.035，在5%水平上顯著，如中國較高的HHI指數表明依賴少數國家鋰和鈷進口，提高了供應鏈風險。技術專利數量對競爭力的系數為0.060，在1%水平上顯著，說明創新是中國競爭力發展的根本性驅動力；中國專利數量占全球的40%，但多屬于實用新型專利，其影響效果有限。生產成本系數為-0.045，在10%水平上顯著，體現了光伏硅片切割等高能耗生產的劣勢。裝機增長率和政府支持力度的系數分別為0.052和0.068，均在1%和5%水平上顯著，證實了市場需求和政府補貼對競爭力的重要性，“雙碳”政策促進了裝機增長。控制變量GDP規模和貿易開放的系數分別為0.038和0.030，在10%水平上顯著，表示經濟規模全球化有利于提高競爭力。

3.3 貿易競爭力分析：TC指數

為補充競爭力評價，本文計算新能源產業鏈中游產品的貿易競爭力指數（TC指數），公式如下：

式中，Xi和Mi分別為出口和進口額；TC取-1～1，值越大，說明貿易競爭力越強。選擇光伏組件（HS854140）、鋰電池（HS850760）為代表性產品，數據來源：UNComtrade，2015—2024年。

中國在光伏組件的TC指數為0.85，鋰電池為0.70，表明中國的中游優勢。韓國鋰電池TC指數為0.78，逼近中國，是因為其高端技術和制造優勢所致。歐盟光伏組件貿易最為穩定，進口依存度較高；美國和日本TC指數偏低，說明這些國家和地區在生產新能源各個環節制造優勢欠缺。結合PCA結果，中國的貿易優勢集中于中游制造，但上游材料依賴度高，下游缺少技術創新。

綜上，檢驗結果顯示中國新能源競爭力較強，尤其是中游制造業全球領先，但在上游供應鏈安全和下游技術創新方面存在短板，因此應協調產業鏈上下游，提高資源自給率和高科技含量。

4 結論與政策建議

4.1 研究結論

根據主成分分析，2024年中國綜合得分為2.20，領先歐盟的1.82、美國的1.60和日本的1.18。中游制造環節表現尤為突出，上游原材料供應鏈和中游技術創新存在明顯短板，供應鏈存在一定的安全風險、高端技術專利占比偏低。固定效應面板回歸分析表明，技術專利數量、裝機增長率和政策支持力度顯著正向影響競爭力；而原材料進口集中度和生產成本則呈現負向影響。貿易競爭力指數分析顯示，中國光伏組件和鋰電池競爭力低于韓國的0.78，反映出技術差距。與歐盟上游基礎、日本和美國的下游應用相比，中國應提高產業鏈的協同度和技術競爭力。

本文通過實證分析，確認了全球價值鏈理論和波特鉆石模型的有效性，充分說明產業鏈配套、技術創新及政策保障對中國在新能源產業鏈方面提高全球競爭力的重要性，并為促進中國新能源產業鏈發展以實現“雙碳”戰略目標提供了數據資料支撐與理論支持。

4.2 政策建議

4.2.1 增強上游供應鏈安全

為保障上游供應鏈的安全性，政府應加大國內資源的開發利用力度，注重在青海、內蒙古等地的鋰資源勘探開采礦產，借鑒澳大利亞鋰礦開發規模效應，提高礦產挖掘效率的發展。同時，以“一帶一路”為目標，通過戰略合作和締結長期供應合同，與非洲及南美等鋰鈷資源國進行礦產原料開發領域的合作，分散進口來源。此外，采用油源儲備的思路建設國家鋰、鈷的戰略礦產資源戰略儲備庫，避免產業所面臨的供應鏈問題。

4.2.2 推動中游技術升級與效率提升

新能源產業的核心是技術創新，但中國在新能源關鍵技術和材料方面存在短板，政府需要大幅提高研發投入強度，將目前新能源研發費用投入占比提高到歐盟、美國的3.1%～3.5%左右。鼓勵龍頭企業隆基綠能、寧德時代與清華大學、中科院等機構共建企業聯合研發中心，借鑒德國弗勞恩霍夫的產學研聯盟，快速轉化專利，未來5年累計創造5000項以上核心技術專利，發展低能耗制造技術，以減征稅收和設備更新補貼的方式鼓勵降低單位產品能耗。

4.2.3 擴大下游市場應用與需求

由于中國新能源發電占比較低，因此擴大新能源市場應用對新能源電力產業發展具有促進作用。政府要加快部署中國的中西部新能源發電基地，著力推進甘肅、寧夏等“百萬千瓦級”“千萬千瓦級”新能源發電基地。2030年前新增裝機500吉瓦，在全球新能源電力占比至少達50%以上，參照歐盟海上風電的規模化，考慮中國沿海風電的可能。此外，推動在分布式光伏和電化學的儲能支持上增加投資，通過貼息貸款和提供財政補貼，推動和激勵農村、工業區建設分布式能源和電力設施，爭取在5年內將分布式光伏電力在新能源總裝機的占比從20%增加到30%。制定政策激勵的配套資金，不應是從產電端的補貼向買電端提供補貼轉變，即支持新能源電力的發電機和儲能設備使用減免稅，爭取2030年前中國新能源電力占比達25%，試點以中國新能源驅動智慧社區，探索和推廣電動車充電的更高效安全的應用場景，推動電動車和汽車在可再生能源和新能源驅動中的應用。

4.2.4 促進產業鏈協同與國際化發展

中國新能源上、中、下游產業鏈不協調，整體競爭力不能得到有效發揮。一是政府要出臺產業鏈協同發展的整體戰略，組建跨部門統籌協調委員會，把從材料資源供應、生產、應用等環節協調聚集起來，促進技術協同、數據協同、政策協同，以歐盟“電池聯盟”電池生產協同產業鏈發展機制為藍本，搭建中國新能源產業生態。二是鼓勵鋰電池回收與廢舊電池材料再利用的研究，建立覆蓋全國的鋰電池回收網絡，減少對鋰和鈷資源進口的依賴，參考特斯拉的電池循環體系，鼓勵企業進入循環經濟。三是實施“走出去”戰略，中國企業通過“一帶一路”進行光伏和鋰電池出口開發東南亞、非洲等新興市場。四是加強國際標準化建設，推進新能源電池標準國際化建設，引導中國的電池標準引領全球的光伏和動力電池標準化進程，提高中國在全球價值鏈中的定價權，" "以增加產業鏈協同效應，增強中國新能源產業的國際競爭力。

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